電気工学および電子技術ジャーナル

ラベルフリーで電解質濃度を検出する静電容量式タッチスクリーンバイオセンサー

セバスチャン・ホルストマン

私たちは、ラベルフリーのセンシング技術として、相互投影型静電容量タッチスクリーンの使用を調査しています。2021 年までに、静電容量タッチスクリーンベースのモバイル デバイスのユーザー数は世界中で 38 億人に達すると予測されており、わずか 5 年で 52% 増加しています。スマートフォンの普及は特に発展途上国で拡大しており、低コストのヘルスケア アプリケーションでセンサーの読み取り値の収集や感知データの解釈に注目が集まっています。医療技術分野では、体外診断が主要な成長分野であり、予想されるアプリケーションには、飲料水の品質の監視や血糖値などの生理学的パラメータの測定を可能にするバイオセンサーが含まれます。ここでは、文献でしばしば無視されるモバイル デバイスのコンポーネントであるバイオ センシング研究に静電容量タッチスクリーンを使用する利点と課題について報告します。静電容量フリンジ フィールドは、タッチスクリーンのガラス表面上に投影され、スタイラスまたは指を感知して相互作用します。代わりに、流体サンプルとの相互作用、特に電解質の存在を感知することを調べます。これは、メガヘルツ領域までのさまざまな電気的摂動周波数に対する電解質サンプルの分極特性を研究することによって行われます。初期結果では、200 μM 未満の塩化ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、またはカリウムの低イオン濃度の静電容量測定に対して線形応答が示されています。これは、慢性腎機能障害のモニタリングのための人間の汗の感知に直接応用できる可能性があり、静電容量タッチスクリーンディスプレイを使用したより複雑なバイオセンシングの探求への扉を開きます。